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（8分）如圖所示是質譜儀示意圖，圖中離子源S產生電荷量為q的離子，經電壓為U的電場加速后，由A點垂直射人磁感應強度為B的有界勻強磁場中，經過半個圓周，打在磁場邊界底片上的P點，測得PA=d，求離子的質量m。

粒子在電場中加速出射速度為”，由動能定理得

①
離子在磁場中做勻速圓周運動

②

③
由以上各式解得：

④
評分標準：本題共8分，每式2分。

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）有一種質譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內有沿圓弧半徑方向指向圓心O₁的電場，且與圓心O₁等距各點的電場強度大小相等。磁分析器中以O₂為圓心、圓心角為90°的扇形區域內，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發出一個質量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器。已知加速電場的電壓為U，磁分析器中磁場的磁感應強度大小為B。

（1）請判斷磁分析器中磁場的方向；
（2）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大小；
（3）求磁分析器中Q點與圓心O₂的距離d。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示．這臺加速器由兩個銅質D形盒D₁、D₂構成，其間留有空隙，下列說法正確的是(　　)

A．電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋

B．電場和磁場同時用來加速帶電粒子

C．在交流電壓一定的條件下，回旋加速器的半徑越大，則帶電粒子獲得的動能越大

D．同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關，而與交流電壓的頻率無關

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個相同的回旋加速器，分別接在加速電壓U₁和U₂的高頻電源上，且 U₁>U₂，有兩個相同的帶電粒子分別在這兩個加速器中運動,設兩個粒子在加速器中運動的時間分別為t₁和t₂，獲得的最大動能分別為E_k1和E_k2，則（）

A．t₁<t₂ ,E_k1 >E_k2

B．t₁₌t₂ , E_k1<E_k2

C．t₁> t₂ ,E_k1=E_k2

D．t₁<t₂ ,E_k1=E_k2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具,如圖為質譜儀原理示意圖．現利用這種質譜議對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場,加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序和a、b、c三條“質譜線” 的排列順序，下列判斷正確的是。

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕

C．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氘、氚、氕

D．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

歐洲強子對撞機在2010年初重新啟動，并取得了將質子加速到1.18萬億ev的階段成果，為實現質子對撞打下了堅實的基礎。質子經過直線加速器加速后進入半徑一定的環形加速器，在環形加速器中，質子每次經過位置A時都會被加速（圖1），當質子的速度達到要求后，再將它們分成兩束引導到對撞軌道中，在對撞軌道中兩束質子沿相反方向做勻速圓周運動，并最終實現對撞（圖2）。質子是在磁場的作用下才得以做圓周運動的。下列說法中正確的是（）

A．質子在環形加速器中運動時，軌道所處位置的磁場會逐漸減小

B．質子在環形加速器中運動時，軌道所處位置的磁場始終保持不變

C．質子在對撞軌道中運動時，軌道所處位置的磁場會逐漸減小

D．質子在對撞軌道中運動時，軌道所處位置的磁場始終保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一個回旋加速器的示意圖，其中兩個半圓形金屬盒內有方向垂直于紙面，磁感強度為B的勻強磁場，兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上，在兩盒間的狹縫處形成交變的電場．質量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點進入，進入時的初速可以忽略，經兩盒間狹縫處的電場加速后進入上面盒內，在磁場中做圓周運動，當它回到狹縫處時，電場恰好反向，再次對粒子加速，進入下面磁場中，從c₁處再進入電場中加速，以后則重復前面的過程，并且每次電場對粒子做的功都是W．圖中c₂、c₃、……是后面各次從下面磁場中射出時的位置．